Marcin Zieliński 25.II.2003

opiekun: prof. R. Wódzki

Ćwiczenie nr 9

Wyznaczanie stałej kalorymetru

i ciepła rozcieńczania.

Gdy mamy do czynienia z pomiarem temperatury na pewno będzie on powiązany z pomiarem ilości ciepła w kalorymetrze. Dla przemian izotermicznych stosujemy termin kalorymetr zaś dla przemian izochorycznych stosujemy tzw. „bomby kalorymetryczne”. Standardowy kalorymetr składa się z płaszczu izolacyjnego, naczynia kalorymetrycznego, termometru, mieszadła, naczyńka z reagentem oraz z innych elementów, które będą ściśle związane z charakterem danego procesu.

Wykres obok przedstawia typową zależność zmiany temperatury w kalorymetrze w czasie.

W ćwiczeniu tym pomiar temperatury odbywa się za pomocą termistora (termometr oporowy, półprzewodnikowy), mierzącego zmianę oporu. Zależność oporności termistora od temperatury jest wykładnicza, dlatego też wyraża się ją za pomocą wzoru:

; gdzie k - stała zależna od użytego termistora, R₂ - opór w momencie zakończenia danego okresu pomiarowego (wstępnego, głównego, końcowego), R₁ - opór w momencie rozpoczęcia danego okresu pomiarowego.

Aby otrzymać rzeczywistą temperaturę trzeba wziąć pod uwagę tzw. poprawkę na promieniowanie, którą wylicza się ze wzoru:

; gdzie ΔT_w, ΔT_k - zmiany temperatur w okresach odpowiednio wstępnym i końcowym, l,m,n - są to liczby odcinków półminutowych w wymienionych okresach zaś Δp to poprawka na promieniowanie.

Taką poprawkę dodaje się do otrzymanej wcześniej temperatury.

Wartość stałej kalorymetru wyznacza się doświadczalnie, przeprowadzając w kalorymetrze reakcję o dobrze znanym cieple. Dlatego też w ćwiczeniu tym przeprowadza się reakcje rozcieńczania stężonego kwasu solnego i stężonego kwasu siarkowego i reakcje zobojętniania ich zasadą sodową. Efekty cieplne zobojętniania obu kwasów są dobrze znane i na ich podstawie będzie obliczona stała kalorymetru.

Literatura:

- J. Ceynowa, M. Litowska, R. Nowakowski, J. Ostrowska-Czubeńko

„Podręcznik do ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej” UMK Toruń 1999

str. 18-21

- L. Sobczyk, A. Kisza, K. Gatner, A. Koll „Eksperymentalna chemia fizyczna” PWN

W-wa - 1982 - str. 38-43

Substancje chemiczne:

- stężony kwas solny 0008

- stężony kwas siarkowy 0024

- rozcieńczony roztwór wodorotlenku sodu

- rozcieńczony roztwór kwasu solnego

Oświadczam, że zapoznałem się z kartami charakterystyk w/w substancji i znane mi są właściwości tych substancji, sposoby bezpiecznego postępowania z nimi oraz zasady udzielania pierwszej pomocy w nagłych wypadkach.

---